伽馬射線穿過物質時能譜的變化

摘 要：γ射線穿過物質時，會通過光電、康普頓、電子對效應與物質相互作用。本實驗通過測量γ射線穿過不同厚度、不同材料時能譜的變化，加深理解γ射線束穿過物質時強度的變化，通過分析γ光子與物質相互作用方式，解釋γ射線通過不同厚度、不同材料時能譜的變化。同時也驗證了鉛磚作為γ射線的屏蔽材料，是安全可行的。

關鍵詞：137Cs；γ射線；不同物質；能譜變化

1 概述

原子核能級間的躍遷產生γ射線，γ射線按強度的分布即γ射線能譜，簡稱γ能譜。測量γ能譜一般使用閃爍γ能譜儀，其利用閃爍體在帶電粒子作用下被激發或電離后，能發射熒光（成為閃爍）的現象測量能譜。γ射線通過光電效應，康普頓散射，（電子對效應）三種方式與物質進行相互作用。探測γ射線通過物質時能量譜的變化，可以深入了解γ射線與物質相互作用。

2 實驗

2.1 實驗原理

光電效應：

光電效應是物質在高于某一特定頻率的電磁照射下放出光電子的現象，當能量為hv的入射γ光子與物質的原子中束縛電子相互作用時，光子可以把全部能量轉移給某個束縛電子，使電子脫離原子束縛而發射出去，光子本身消失，發射光電子的動能為：

E=hv-Ei≈hv

這是閃爍體探測器探測到的全能峰（光電峰）的來源。

2.2 實驗儀器

濱松閃爍體探測器；四川大學一體化能譜儀，137Cs放射源；若干鋁片，銅片，鉛片。

3 實驗步驟

3.1 儀器組裝

檢查實驗儀器的線路連接。

3.2 準直與調節

將各個部分中心置于一條直線上，打開放射源屏蔽體開關，微調光電探測器的角度，直至計數率最高，即已準直。……